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Chapter  5 模擬驗證

5.2   模擬環境介紹

5.2.1   SimPy  –   離散時間事件模擬

態分佈(Normal  distribution)。因此在不同時間點,若以 RSSI  based  (訊號強度優先) 方法分配時可看出有明顯的使用者 UE 群集熱點的效應(如圖   5-­‐6),也因此可透

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況)得到某個時間點的拓樸狀況,綠色點為   AP,紅色點為使用者 UE 的位置分佈,

在拓樸中我們設定以下條件:  

1. 50 公尺乘 50 公尺的模擬場域  

2. 9 個 AP(在這個場域中呈現 3 乘 3)的分佈   3. 使用者會有熱點區域(圖 5-­‐6   為左上方)  

  圖   5-­‐4  NS3  WLAN 網路模擬架構  

(截自   NS3  Document)  

  在 NS3 中 WiFi 的模擬架構如圖 5-­‐4,我們建立了 WiFi   物件後,會透過

“ns.internet.InternetStackHelper”分配   IP,並且在 AP 透過  

“ns.applications.BulkSendHelper”產生封包,並且在 WS 上透過  

離開的使用者UE,即系統使用率(utilization)大於等於 1 時,會造成此實驗條件不 符合 Erlang-­‐C 模型要件,因此我們需先觀察實驗條件是否滿足,圖 5-­‐5 為觀察時

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平衡,系統內總使用者 UE 數會約略介於 220~240 左右,平均每一 AP 負擔的使

用者數目約為   24  ~  27   左右,屬於合理範圍。因此確認可用這三個實驗條件序列 來進行實驗模擬。  

 

  因為 NS3 在運算任一時間點的拓樸會花較多的時間,NS3 在百位數以上的節

點會需要較久的時間運算來產生結果,因此我們會採用抽樣時間點來比較,觀察 其趨勢變化即可。  

  圖   5-­‐6 使用者位置熱區  

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  圖   5-­‐8 實驗結果使用者平均速率比較  

T   100   150   200   250   300   350   400   450   500   BM-­‐MS   2348   1243   2037   982   826   602   564   552   549   RSSI-­‐base   2337   1239   2018   853   762   524   482   473   463  

表   5-­‐2 實驗結果使用者平均速率比較(Kb/s)  

5.4 模擬結果  

由以上模擬實驗結果可以得知,本論文所提出的方法可以獲得一定程度上 IEEE   802.11   WiFi   效能的改善,達到負載平衡的目標。當然,文獻中也有許多其 他不同種類的負載平衡方法及演算法,如相關研究中所提及,但由於這些演算法 立足的架構不同,基礎不同,不能很簡單的去做純粹效能上的比較。重點是本論 文提出了不同的改善方法,並且使用了與藍牙低功耗結合的新技術和創新的架

IEEE  802.11 無線網路是在過去十幾年中最被廣泛使用的無線通訊技術,普及 於各個場域中。然而近年來近場通訊技術日趨成熟,在市場上佔有率穩定成長,

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的檢驗實際運行上可能遇到的問題,或探討延伸的應用。  

1. Thomas  R.  Robbins  and  D.  J.  Medeiros,  “Does  The  Erlang-­‐C  Model  Fit  In  Real   Call  Centers?,”  Simulation  Conference  (WSC),  Proceedings  of  the  2010  Winter,   2010.  

2. I.  Papanikos  and  M.  Logothetis,  “A  Study  on  Dynamic  Load  Balance  for  IEEE   802.11b  Wireless  LAN,”  Proc.  Int'l  Conf.  Comm.  Control  (COMCON  '01),  2001.  

3. Li-­‐Hsing  Yen,  Tse-­‐Tsung  Yeh,  and  Kuang-­‐Hui  Chi,  “  Load  Balancing  in  IEEE   802.11  Networks”  Internet  Computing,  IEEE  ,  2009.  

4. P.  Bahl,  WA.  Redmond,  K.  Jain,  et  al.,  “Cell  Breathing  in  Wireless  LANs:  

Algorithms  and  Evaluation,”  Mobile  Computing,  IEEE  Transactions  on,  2007.  

5. T-­‐C.  Tsai  and  C-­‐F.  Lien,  “IEEE  802.11  Hot  Spot  Load  Balance  and  QoS  

Maintained  Seamless  Roaming,”  In  Proc.  National  Computer  Symposium  (NCS),   2003.  

6. Anand  Balachandran,  Geoffrey  M.  Voelker,  Paramvir  Bahl,  and  P.  Venkat   Rangan,  “Characterizing  User  Behavior  and  Network  Performance  in  a  Public   Wireless  LAN,”  SIGMETRICS  '02  Proceedings  of  the  2002  ACM  SIGMETRICS   international  conference  on  Measurement  and  modeling  of  computer  systems,   2002.  

7. M.  Afanasyev  et  al.,  “Usage  Patterns  in  an  Urban  WiFi  Network,”  IEEE/ACM   Trans.  Netw.,  vol.  18,  no.  5,  pp.  1359–1372,  Oct,  2010.  

8. K.A.  Magade,  A.  Patankar,“Techniques  for  Load  Balancing  in  Wireless  LAN's,”  

Communications  and  Signal  Processing  (ICCSP),  2014  International  Conference   on,  April  2014.  

9. Y.  Bejerano,  Seung-­‐Jae  Han,  Li  Li,  “Fairness  and  Load  Balancing  in  Wireless   LANs  Using  Association  Control,”  Networking,  IEEE/ACM  Transactions  on   (Volume:15  ,  Issue:  3  )  

10. A.K.  Rangisetti,  H.B.  Baldaniya,  B.P.  Kumar,  B.R.  Tamma,  “Load-­‐aware  Hand-­‐offs   in  Software  Defined  Wireless  LANs,”  Wireless  and  Mobile  Computing,  

Networking  and  Communications  (WiMob),  2014  IEEE  10th  International   Conference  on,  Oct.  2014.  

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